Trần Thị Xuân Mai * , Nguyễn Thành Tâm , Nguyễn Thị Liên Trương Trọng Ngôn

* Tác giả liên hệ (ttxmai@ctu.edu.vn)

Abstract

Using a perfect marker with four specific primers in a single PCR tube was very useful for rapid detection between homozygous fragrant, homozygous non-fragrant and heterozygous non-fragrant individuals in a population segregating for fragrance. Primers ESP and IFAP generated a 257-bp DNA fragment from a fragrant allele. Primers INSP and EAP generated a 355-bp DNA fragment from a non-fragrant allele. The relationship between this marker and fragrance trait holds in 100%. Two contiguous SNPs (GC/TT) of SSIIa gene closely linked with starch gelatinization temperature (GT). Based on these SNPs, four primers NF1, NR1, F22 and R21 were used in a PCR reaction. Analysis of PCR results showed that PCR product with 350 bp from TT genotype had low GT and PCR product with 550 bp from GC genotype was high or intermediate GT. The relationship between SSIIa marker and GT was 92%. SSR marker S00310 located on the short arm of chromosome 6 linked to Bph25 was used in this study to identify brown planthopper (Nilaparvata lugens Stal.) resistance in rice. The result of PCR products indicated that marker S00310 linked to BPH resistance gene and having about 92% for the correlation between their genotype and phenotype.
Keywords: Brown planthopper (BPH), fragrance trait, gelatinization temperature (GT), molecular marker, Single Nucleotide Polymorphism (SNP)

Tóm tắt

Sử dụng chỉ thị hoàn hảo với bốn mồi chuyên biệt trong một phản ứng PCR là rất hữu hiệu để phát hiện nhanh những cá thể thơm đồng hợp, không thơm đồng hợp và không thơm dị hợp trong một quần thể còn đang phân ly về tính trạng mùi thơm ở lúa. Mồi ESP và IFAP khuếch đại một đoạn DNA 257-bp từ một alen thơm. Mồi INSP và EAP khuếch đại một đoạn DNA 355-bp từ một alen không thơm. Tương quan giữa chỉ thị này và tính trạng mùi thơm là 100%. Hai SNP kề cận nhau (GC/TT) của gen SSIIa liên kết gần với độ trở hồ (ĐTH), dựa trên các SNP này, bốn mồi NF1, NR1, F22 và R21 đã được sử dụng trong một phản ứng PCR. Phân tích sản phẩm PCR cho thấy với 350 bp từ kiểu gen TT có ĐTH thấp, với 550 bp từ kiểu gen GC có ĐTH cao hoặc trung bình. Tương quan giữa chỉ thị này và ĐTH là 92%. Chỉ thị S00310 nằm trên tay ngắn nhiễm sắc thể thứ 6 của lúa có liên kết với gen Bph25 đã được sử dụng trong nghiên cứu này để nhận diện tính kháng rầy nâu (Nilaparvata lugens Stal.) ở lúa. Kết quả của các sản phẩm PCR đã cho thấy chỉ thị S00310 liên kết với gen kháng rầy và có tỷ lệ khoảng 92% về sự tương quan giữa chỉ thị này và kiểu hình kháng rầy.
Từ khóa: Chỉ thị phân tử, đa hình từng nucleotid, độ trở hồ (ĐTH), rầy nâu, tính trạng mùi thơm

Article Details

Tài liệu tham khảo

Bao, J.S., H. Corke and M. Sun. 2006. Nucleotide diversity in starch synthase IIa and validation of single nucleotide polymorphisms in relation to starch gelatinization temperature and other physicochemical properties in rice (Oryza sativa L.). Theoretical and Applied Genetics 113, 1171–1183.

Bradbury L.M.T., T.L. Fitzgerald, R.J. Henry, Q.S. Jin and D.L.E. Waters. 2005a. The gene for fragrance in rice. Plant Biotechnol J 3:363–370.

Bradbury L.M.T., R.J. Henry, Q.S. Jin, R.F. Reinke and D.L.E. Waters. 2005b. A perfect marker for fragrance genotyping in rice. Mol Breed 16:279–283.

Chen X, S. Temnykh, Y. Xu, Y.G. Cho and S.R. McCouch. 1997. Development of a microsatellite framework map providing genome-wide coverage in rice (Oryza sativa L.). Theor Appl Genet 95:553–567.

Gao, Z.Y., D.L. Zeng, X. Cui, Y.H. Zhou, M. Yan, D. Huang, J.Y. Li and Q. Qian. 2003. Map-based cloning of the ALK gene, which controls the GT of rice. Science in.China C-Life Science 46, 661–668.

Jin, L., Y. Lu, Y.F. Shao, G. Zhang, P. Xiao, S.Q. Shen, H. Corke and J.S. Bao. 2010. Molecular marker assisted selection for improvement of the eating, cooking and sensory quality of rice (Oryza sativaL.). Journal of Cereal Science, 51:159-164.

McCouch SR, L. Teytelman, Y.B. Xu, K.B. Lobos, K. Clare, M. Walton, B.Y. Fu, R. Maghirang, Z.K. Li, Y.Z. Xing, Q.F. Zhang, I. Kono, M. Yano, R. Fjellstrom, G. DeClerck, D. Schneider, S. Cartinhour, D. Ware and L. Stein. 2002. Development and mapping of 2,240 new SSR markers for rice (Oryza sativa L.). DNA Res 9:199– 207.

Myint, K. K. M., D. Fujita, M. Matsumura, T. Sonoda, A. Yoshimura and H. Yasui. 2012. Mapping and pyramiding of two major genes for resistance to the brown planthopper (Nilaparvata lugensStal.) in the rice cultivar ADR52. Theor Appl Genet124: 495 – 504.

Olufowote JO, Y. Xu, X. Chen, W.D. Park, H.M. Beachell, R.H. Dilday, M. Goto and S.R.McCouch. 1997. Comparative evaluation of within-cultivar variation of rice (Oryza sativa L.) using microsatellite and RFLP markers. Genome 38:1170–1176.

Rogers SO and A.J. Bendich. 1994. Extraction of DNA from plant, fungal and algal tissues. In: Gelvin SB, Schilperoort RA (eds) Plant Molecular Biology Manual. Boston, MA: Kluwer Academic Publishers, D 1: 1-8.

Sood, B.G., and E.A. Siddiq. 1978. A rapid technique for scent determination in rice, Indian J. Genet. Plant Breed. 38: 268-271

Tanksley, S.D., and J.C. Nelson. 1996. Advanced backcross QTL analysis: A method for simultaneous discovery and transfer of valuable QTLs from unadapted germplasm into elite breeding lines. Theor. Appl. Genet. 92:191–203.

Umemoto, T. and N. Aoki. 2005. Single-nucleotide polymorphisms in rice starch synthase IIa that alter starch gelatinization and starch association of the enzyme.Functional Plant Biology 32, 763–768.

Waters, D.L.E., R.J. Henry, R.F. Reinke and M.A. Fitzgerald. 2006. Gelatinization temperature of rice explained by polymorphisms in starch synthase. Plant Biotechnological Journal 4, 115–122.